Arqueas de Asgard y el origen de la vida compleja en la Tierra

Odín, Loki y el origen de la vida compleja en la Tierra

Odín y el origen de la vida en la tierra

En el Valhalla, los héroes vikingos se sientan ante un banquete eterno. Pero, ¿y si la fiesta en el salón que preside Odín fuese mucho más que litros de cerveza y gritos de skål?

La historia del paraíso nórdico es también la del fango de las profundidades oceánicas y el origen de la vida compleja en la Tierra. El Valhalla es la sala central de la ciudad de Asgard, gobernada por Odín desde que el mundo es mundo. Sin embargo, Asgard no es solo uno de los nueve reinos vikingos que forman el fresno perenne Yggdrasil, el universo de la mitología nórdica. Asgard es también el nombre de las arqueas que parecen ocultar la clave de la aparición de las primeras células eucariotas en nuestro planeta.

Un equipo de científicos de la Agencia de la Ciencia y Tecnología del Mar y la Tierra de Japón ha logrado por primera vez criar y observar el comportamiento de las arqueas de Asgard. Sus estudios respaldan la teoría de que fue un antepasado primitivo de estos microorganismos el que, hace unos 2.000 millones de años, habría engullido a otro microbio para asociarse simbióticamente y dar lugar a la primera célula eucariota. El primer paso de la vida compleja en la Tierra bajo la atenta mirada de Odín, Loki, Thor y compañía.

Todo empezó con Loki

Al margen de las complejidades de los dioses, la vida en la Tierra se dividió, tradicionalmente, en dos dominios o reinos: las procariotas y las eucariotas. Organismos formados por células sin núcleo (las bacterias) y por células con núcleo, respectivamente. Hasta que hace aproximadamente medio siglo emergió un tercer reino: las arqueas. Parecidas a las procariotas, pero de comportamiento similar a las eucariotas.

Desde entonces, la comunidad científica las ha estudiado con detenimiento. Fue en ellas, por ejemplo, donde Francis Mojica encontró las primeras pistas de lo que hoy es la tecnología CRISPR. Pero esa es una historia que ya hemos contado.

arqueas de asgard encontradas por los científicos japoneses

En la búsqueda para descifrar los misterios de este nuevo reino, un equipo liderado por la Universidad de Uppsala (Suecia) encontró los rastros de Loki. Era solo material genético rescatado de un sistema de ventilación hidrotermal ubicado en la dorsal meso atlántica (una cordillera submarina en el Atlántico), entre Groenlandia y la península escandinava, a 2.352 metros de profundidad. ADN de las arqueas de Loki, las primeras de un grupo que más tarde sería bautizado, siguiendo la terminología vikinga, como arqueas de Asgard.

Los resultados de ese hallazgo fueron publicados en ‘Nature’ en 2015. “Las arqueas complejas que cierran la brecha entre eucariotas y procariotas”, titulaba la revista científica. “El enigma del origen de la célula eucariota es extremadamente complicado, faltan muchas piezas. Esperábamos que Loki revelara algunas piezas más del rompecabezas, pero cuando obtuvimos los primeros resultados no podíamos creer lo que veíamos. Los datos son simplemente espectaculares”, señaló entonces Thijs Ettema, del departamento de biología celular y molecular de la Universidad de Uppsala, a lo que añadía: “[…] Loki representa una forma intermedia entre las células simples de los microbios y los tipos de células complejas de los eucariotas”.

Cultivando las arqueas de Asgard

Mantener con vida unos microorganismos adaptados a un entorno tan extremo como el de las profundidades oceánicas no fue fácil. Por eso, durante varios años, solo se pudo estudiar la nueva familia de arqueas mediante el análisis genético. Tras Loki llegaron nuevas especies: Thor, Odín, Heimdal o Hel. Cada vez estaba más claro que estábamos ante los parientes más cercanos de las eucariotas, pero faltaba la observación directa.

Aquí es donde entra en escena la Agencia de la Ciencia y Tecnología del Mar y la Tierra de Japón. Y una muestra de sedimentos de la fosa de Nankai, al sur de Japón, a 2.500 metros de profundidad. Extraída en 2006 de un territorio hostil y desconocido en el que, claro, las arqueas de Asgard prosperaban.

Durante 12 largos años el equipo liderado por Hiroyuki Imachi intentó cultivar el reino de Asgard en su laboratorio. Primero, buscando imitar las condiciones de la fosa de Nankai en un biorreactor. Les llevó cinco años. Después emplearon otros siete (estas arqueas se reproducen, de media, una vez al mes) hasta que consiguieron una comunidad estable de arqueas que les permitiese aislar individuos y observarlos bajo el microscopio. Su investigación acaba de ser publicada en ‘Nature’ y parece aportar una respuesta al origen de la vida eucariota.

la asociación de una arquea de asgard y una bacteria

La cooperación entre los padres de la eucariota

La teoría de Imachi y su equipo no es totalmente nueva, pero sus datos parecen respaldarla. Según su hipótesis, la vida eucariota habría surgido cuando una arquea engulló una bacteria y estableció con ella una relación de cooperación. La bacteria se terminaría convirtiendo en la mitocondria que tienen todas las eucariotas, un orgánulo que genera energía y que todavía hoy mantiene material genético propio.

Según los investigadores, la fotosíntesis disparó los niveles de oxígeno en la Tierra y abrió la oportunidad para la respiración de alta energía. Así, la arquea primitiva habría aprovechado las ventajas de una bacteria capaz de respirar oxígeno para prosperar en el nuevo entorno. La cooperación marcó el camino de un nuevo mundo, el de las eucariotas. Un nuevo tipo de célula capaz de asociarse y agruparse por millones, dando forma a animales, plantas, hongos y, claro, a los héroes vikingos que aún siguen de celebración en el salón de Odín.

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Imágenes | Wikimedia Commons/Ludwig Pietsch, Nature, Nature

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